路面材料強度試驗儀測量結(jié)果不確定度的評定

路面材料強度試驗儀測量結(jié)果不確定度的評定摘要：本文對路面材料強度試驗儀測量結(jié)果不確定度的評定進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：路面材料；強度試驗；結(jié)果不確定度A加載速率示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定1、概述1.1校準(zhǔn)依據(jù)：JJF（陜）073-2021《路面材料強度試驗儀校準(zhǔn)規(guī)范》；1.2環(huán)境條件：溫度：（15~25）°C，相對濕度：30%RH~85%RH；電源電壓：（200~240）V；安裝基礎(chǔ)穩(wěn)固，周圍無振動、無腐蝕性介質(zhì)。1.3測量標(biāo)準(zhǔn)：高度尺，（0~200）mm,U=0.02mm （k=2），電子秒表，（0.01?3600）s,MPE：±0.07s/10min。被校對象：路面材料強度試驗儀。校準(zhǔn)方法：將工作臺置于較低位置，設(shè)定工作臺的加載速率，啟動路強儀，工作臺開始上升的瞬間停止運行，用高度卡尺測量工作臺的初始高度值。啟動路強儀同時開啟秒表，工作一定時間（設(shè)定加載速率50mm/min，工作時間為1min，設(shè)定加載速率1mm/min或2mm/min，工作時間為5min），關(guān)閉路強儀同時停止計時，用高度卡尺測量工作臺的停止高度值，兩個高度值之差的絕對值與上升時間之比即為加載速率。每種加載速率測量3次，取3次測量中示值誤差絕對值最大的作為校準(zhǔn)結(jié)果。此處以加載速率50mm/min為例來評定不確定度。2、數(shù)學(xué)模型

AHJv= x601'1式中：. 示值誤差，mm/min；V 設(shè)定值，mm/min； 加載速率測量值，mm/min；二、工作臺上升高度，mm；電子秒表示值，s。3、靈敏度系數(shù)4、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定4.1測量重復(fù)性引入的不確定度用高度卡尺和電子秒表作為標(biāo)準(zhǔn)器，對路強儀的加載速率進(jìn)行測量，路強儀加載速率設(shè)定值為50mm/min。在重復(fù)性條件下進(jìn)行10次測量，得到測量結(jié)果見下表：測量次數(shù)高度差/mm時間值t/s速度V（mm/min）150.4860.3850.15250.6260.4250.26350.2460.2250.06450.1860.1850.03

550.3660.3550.07650.4460.2950.20750.5460.3350.26850.5860.2450.39950.3460.1750.201050.2860.2450.08計算得到s'-=0.114mm/min。實際測量過程中以三次測量中示值誤差最大的作為測量結(jié)果，故:'- - ！mm/min4.2標(biāo)準(zhǔn)器不準(zhǔn)確引入的不確定度u(x0)高度卡尺的擴展不確定度U=0.02mm (k=2)；電子秒表10min內(nèi)最大允許誤差土0.07s,區(qū)間半寬度a2=0.07s。按均勻分布估計，包含因子k=；，由標(biāo)準(zhǔn)器示值誤差引入的不確定度：0.07u0.07u（W）=莎廠亦=a00067min5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以上各分量互不相干，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：Uc-[Vl+C?|]2(HDI+C21I2(t0)-D.12mm/min6、 擴展不確定度的評定取包含因子k=2，則擴展不確定度為：-J'?廠"mm/min換算為相對擴展不確定度：蟲=爲(wèi)\1。曲=。?珈加載速率其他校準(zhǔn)點的測量不確定度參照上述方法進(jìn)行評定。7、 校準(zhǔn)與測量能力表示加載速率測量結(jié)果不確定度：(l~50)mm/min： =0.5%,k=2B 力值示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定1、概述1.1校準(zhǔn)依據(jù)：JJF(陜)073-2021《路面材料強度試驗儀校準(zhǔn)規(guī)范》；1.2環(huán)境條件：溫度：(10~40)°C，相對濕度：30%RH~85%RH；電源電壓：(200~240)V；安裝基礎(chǔ)穩(wěn)固，周圍無振動、無腐蝕性介質(zhì)。測量標(biāo)準(zhǔn)：0.1級標(biāo)準(zhǔn)測力儀，(1-300)kN。被校對象：路面材料強度試驗儀。校準(zhǔn)方法：在路強儀最大試驗力的20%~100%范圍內(nèi)，均勻選取包含20%和100%的5個點。以標(biāo)準(zhǔn)測力儀的示值為準(zhǔn)，勻速平穩(wěn)逐點遞增至各校準(zhǔn)點，保持穩(wěn)定后記錄相應(yīng)進(jìn)程示值。至測量上限后逐點卸載力，至各校準(zhǔn)點保持穩(wěn)定后記錄相應(yīng)回程示值。該過程連續(xù)進(jìn)行3次，每次測量前將標(biāo)準(zhǔn)器與被檢裝置示值置零（或作為零點的起始位置）。進(jìn)程示值、回程示值均以各校準(zhǔn)點3次示值的平均值作為校準(zhǔn)結(jié)果。此處以進(jìn)程lOOkN校準(zhǔn)點為例評定不確定度。2、數(shù)學(xué)模型式中：di：示值誤差，%；路強儀示值平均值，kN；八:標(biāo)準(zhǔn)測力儀示值，kN。3、 不確定度來源根據(jù)數(shù)學(xué)模型，測量結(jié)果的不確定度來源主要有：（1） 由測量重復(fù)性引入的測量不確定度分量*（2） 由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u24、 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定4.1測量重復(fù)性引入的不確定度以標(biāo)準(zhǔn)測力儀的值為準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)測力儀顯示100kN時讀取路強儀示值，在重復(fù)性條件下進(jìn)行連續(xù)10次測量，得到測量列（單位：kN）：100.41、100.27、100.36、100.22、100.34、100.39、100.43、100.35、100.17、100.26，計算得到平均值為100.32kN，單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差s=0.086kN，實際測量過程中取三次測量數(shù)據(jù)的平均值計算示值誤差，則：U1=^-=0.050kN4.2標(biāo)準(zhǔn)器不準(zhǔn)確引入的不確定度u2標(biāo)準(zhǔn)測力儀的最大允許誤差為±0.1%，校準(zhǔn)100kN點為例，服從均勻分布，則由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以上各分量互不相干，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：i、-jE+Lij-0.076kN6、 擴展不確定度的評定取包含因子k=2，則擴展不確定度為：1'-kN換算為相對擴展不確定度$J；鈕100%=0.16%其他校準(zhǔn)點測量不確定度參照上述方法進(jìn)行評定。7、 校準(zhǔn)與測量能力表示力值示值誤差測量結(jié)果的不確定度：（l~300）kN：=0.16%,k=2C 位移傳感器示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定1、概述1.1校準(zhǔn)依據(jù)：JJF（陜）073-2021《路面材料強度試驗儀校準(zhǔn)規(guī)范》；1.2環(huán)境條件：溫度：（15~25）°C，相對濕度：30%RH~85%RH；電源電壓:（200~240）V；安裝基礎(chǔ)穩(wěn)固，周圍無振動、無腐蝕性介質(zhì)。測量標(biāo)準(zhǔn)：4等量塊，（0.5~100）mm。被校對象：路面材料強度試驗儀。校準(zhǔn)方法：將標(biāo)準(zhǔn)量塊置于升降工作臺與加壓板之間，檢驗4~5個位置變化值，記錄標(biāo)準(zhǔn)量塊的標(biāo)準(zhǔn)值與相對應(yīng)的位移顯示示值；用同樣的方法重復(fù)測量3次取平均值。本次分析以10mm校準(zhǔn)點為例。2、數(shù)學(xué)模型L—-o占=-—x100%L0式中：蘆位移示值相對誤差，%；°量塊標(biāo)稱值，mm；L位移傳感器示值，mm。3、 不確定度來源分析根據(jù)數(shù)學(xué)模型，測量結(jié)果的不確定度來源主要有：由測量重復(fù)性引入的測量不確定度分量*由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2溫度偏離20°C時，線性膨脹系數(shù)及溫度差對量塊長度的影響引入的不確定度分量u34、 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定4.1測量重復(fù)性引入的不確定度*用4等10mm量塊作為標(biāo)準(zhǔn)器，對路強儀位移傳感器進(jìn)行測量，在重復(fù)性條件下連續(xù)測量10次，得到測量列(單位：mm):10.009、10.004、10.007、10.005、10.006、10.004、10.006、10.008、10.007、10.006，計算得到平均值為10.006mm，單次測量實驗標(biāo)準(zhǔn)差s=0.0016mm,實際測量中以3次測量值得平均值計算測量結(jié)果，故：氣==0.00093mm4.2標(biāo)準(zhǔn)器不準(zhǔn)確引入的不確定度u2

根據(jù)量塊檢定規(guī)程，標(biāo)稱長度為10mm的4等量塊的測量不確定度為0.22m，置信概率為0.99，則k取2.58，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:m，4.2溫度偏離4.2溫度偏離20°C時，線性膨脹系數(shù)及溫度差對量塊長度的影響引入的不確定度分量u3假設(shè)校準(zhǔn)環(huán)境溫度能被控制在（15~25）C，溫度偏離20C最大差值在±5C范圍內(nèi)線性膨脹系數(shù)（：「）及溫度差對量塊長度的影響量為：mml.j=1^XflXAl-=ioX11.5XID-4X5=0.0006mm在半寬度a=0.0006mm內(nèi)估計為均勻分布，則由線性膨脹系數(shù)及溫度差對量塊長度的影響引入的不確定度分量為:5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度假設(shè)以上各分量互不相干，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度